[發明專利]位移傳感器

無效

• 申請號: 02107317.1
• 申請日: 2002-03-14
• 公開（公告）號: CN1376894A
• 公開（公告）日: 2002-10-30
• 發明（設計）人: 井上佑一;井上宏之;佐藤俊孝
• 申請（專利權）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G01B21/08;G01B21/18;//G01B10300
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 馬瑩,邵亞麗

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本發明涉及光學地計測與對象物的距離的位移傳感器，本發明特別涉及通過與另一位移傳感器組合使用，可計測對象物的臺階差或厚度等的位移傳感器。

??????????????????????????背景技術

作為現有的位移傳感器，已知圖10所示的結構。該圖的位移傳感器50由檢測部60和信號處理部70構成，在所述檢測部60中組裝投光光學系統61和受光光學系統62。投光光學系統61包括通過驅動電路63脈沖驅動來產生檢測光f的激光二極管那樣的光源64、以及將所述檢測光f進行聚光照射到對象物80的投光透鏡65。受光光學系統62包括將對象物80的檢測光f的反射光進行投光的受光透鏡66、以及將受光透鏡66投光的光進行成像的PSD或CCD那樣的一維位置檢測元件67。該位置檢測元件67輸出相對于基準位置的與成像位置的位移量對應的信號(以下稱為‘檢測信號’)i。由于與對象物80之間的距離和所述位移量之間的關系是非線性的，所以在信號處理部70中執行非線性校正處理。

信號處理部70包括：采樣保持電路71，從所述位置檢測元件67輸入檢測信號并進行采樣保持；以及A/D變換器72，將采樣保持的信號電平變換成數字量。A/D變換器72的變換輸出被裝入到微計算機的CPU73中。CPU73執行所述的非線性校正等的規定處理，計算與對象物80之間的距離D。距離的計算數據d經D/A變換器74和輸出電路75作為模擬信號來輸出。CPU73將距離的計算數據d和規定的閾值進行比較，生成并輸出基于該比較結果的判定結果數據。

根據上述結構的位移傳感器50，可容易地計測與對象物80之間的距離D，但難以單獨計測物體的臺階差或厚度。

圖11表示將兩臺位移傳感器50A、50B和運算控制器51組合構成的計測裝置。根據該計測裝置，還可以計測物體表面的臺階差或物體的厚度等。

在通過該圖的計測裝置來計測物體表面的臺階差的情況下，使第1位移傳感器50A、第2位移傳感器50B的檢測部60A、60B處于對象物80上方的同一高度位置。第1位移傳感器50A的檢測部60A向臺階差H的高位置81投光并獲得其檢測信號iA，第2位移傳感器50B的檢測部60B向臺階差H的低位置82投光并獲得其檢測信號iB。各位移傳感器50A、50B的信號處理部70A、70B分別計算與臺階差H的高位置81之間的距離D1和與低位置82之間的距離D2。各距離D1、D2的計算數據d1、d2被裝入到運算控制器51中。運算控制器51計算距離的計算數據d1、d2的差分來作為臺階差H，并輸出該計算數據h。

根據上述的計測裝置的結構，可進行物體厚度的計測。圖12表示計測物體的厚度的狀態。第1位移傳感器50A的檢測部60A、第2位移傳感器50B的檢測部60B處于夾置對象物80并對置的位置。第1位移傳感器50A的檢測部60A向對象物80的一個表面投光并獲得檢測信號iA，第2位移傳感器50B的檢測部60B向對象物80的另一個表面投光并獲得檢測信號iB。各位移傳感器50A、50B的信號處理部(未圖示)分別計算與對象物80的各表面之間的距離D1、D2。將各距離D1、D2的計算數據d1、d2裝入到所述的運算控制器中。運算控制器將從檢測部60A、60B間的距離K(常數)中減去所述距離的計算數據d1、d2之和所得的結果計算為對象物的厚度T，輸出該計算數據。

圖13表示除了與物體之間的距離以外還計測物體的臺階差或厚度等的另一計測裝置。該圖的計測裝置由一對檢測部60A、60B和運算處理部90構成。在該運算處理部90中，將與圖11的計測裝置中的各信號處理部70A、70B相當的信號處理電路部91a、91b和與運算控制器51相當的運算電路部92一體地組裝。

在通過該計測裝置來計測對象物80的臺階差H的情況下，各信號處理電路部91a、91b對來自各檢測部60A、60B的檢測信號iA、iB進行處理，分別計算與臺階差H的高位置81之間的距離D1和與低位置82之間的距離D2。運算電路92計算各距離D1、D2的計算數據d1、d2的差分來作為臺階差H，并輸出該計算數據h。

根據圖11和圖12的計測裝置，除了計測與物體之間的距離之外，還可以計測物體的臺階差或厚度，但由于需要兩臺位移傳感器50A、50B和運算控制器51，所以存在裝置成本升高，在裝置的設置上需要大的空間的問題。